Что такое электростатический патрон (ESC)?

В производстве полупроводников точность и стабильность процесса травления имеют первостепенное значение. Одним из важнейших факторов достижения высококачественного травления является обеспечение идеально ровного положения пластин на лотке во время процесса. Любое отклонение может привести к неравномерной бомбардировке ионами, вызывая нежелательные углы и изменения скорости травления. Чтобы решить эти проблемы, инженеры разработалиЭлектростатические патроны (ESC), которые значительно улучшили качество и стабильность травления. В этой статье мы углубимся в конструкцию и функциональность ЭСК, уделив особое внимание одному ключевому аспекту: электростатическим принципам адгезии пластин.

Электростатическая адгезия пластин

Принцип, лежащий в основеЭКУСпособность надежно удерживать пластину заключается в ее электростатической конструкции. Существуют две конфигурации первичных электродов, используемые вЭКУs: одноэлектродные и двухэлектродные конструкции.

Одноэлектродная конструкция. В этой конструкции весь электрод равномерно распределен поЭКУповерхность. Несмотря на свою эффективность, он обеспечивает умеренный уровень силы сцепления и однородность поля.

Конструкция с двумя электродами. Однако в конструкции с двумя электродами используются как положительные, так и отрицательные напряжения для создания более сильного и однородного электростатического поля. Такая конструкция обеспечивает более высокую силу сцепления и гарантирует плотное и равномерное удержание пластины по поверхности ЭСК.

Когда на электроды подается постоянное напряжение, между электродами и пластиной создается электростатическое поле. Это поле проходит через изолирующий слой и взаимодействует с обратной стороной пластины. Электрическое поле вызывает перераспределение или поляризацию зарядов на поверхности пластины. В пластинах легированного кремния свободные заряды движутся под действием электрического поля: положительные заряды движутся к отрицательному электроду, а отрицательные – к положительному. В случае нелегированных или изолирующих пластин электрическое поле вызывает небольшое смещение внутренних зарядов, создавая диполи. Возникающая в результате электростатическая сила прочно прижимает пластину к патрону. Силу этой силы можно аппроксимировать, используя закон Кулона и напряженность электрического поля.